Levamizolün Model Organizma Galleria mellonella’nın Bazı Biyolojik Özellikleri Üzerine Etkisi

Year 2022, Volume: 12 Issue: 1, 93 - 100, 01.06.2022

Volkan Keleş Ender Büyükgüzel

Abstract

İmidotiyazol türevi antihelmintik bir madde olan levamizolün büyük bal mumu güvesi, Galleria mellonella’nın, larva, pup ve ergin
evresindeki yaşama oranı, gelişim süreleri ve ergin ömür uzunluğu üzerine etkileri incelendi. G. mellonella birinci evre larvaları 0,001, 0,01
ve 0,1 g/100 g levamizol içeren yapay besinler ile beslendi. Denenen levamizol konsantrasyonları levamizol içermeyen kontrol besini ile
karşılaştırıldığında G. mellonella’nın yaşama ve gelişim parametrelerini üzerinde olumsuz yönde etkilediği tespit edildi. Levamizolün
%0,001 g ve %0,01 g’lık konsantrasyonları kontrol grubu ile karşılaştırıldığında 7.evreye ulaşan larva oranını istatiksel olarak önemli
derecede düşürdü. Denenen en yüksek konsantrasyonda (%0,1 g) bu oran kontrol grubuna göre (%98,75) 3 kat azalarak %28,75 olarak
belirlendi. Levamizol içeren yapay besinlerde beslenen gruplarda kontrol grubuna göre pup olma oranı ve ergin olma oranında da
benzer etkiler gözlemlendi. Levamizolün farklı konsantrasyonlarını içeren yapay besinde yetiştirilen böcekler, levamizol içermeyen
kontrol grubuna göre 7.evre larva, pup ve ergin evrelere daha geç ulaştı. Levamizolün %0,001 g ve %0,01 g’ lık konsantrasyonları
kontrol grubuyla karşılaştırıldığında böceğin ergin ömür uzunluğunu uzatırken denenen en yüksek levamizol konsantrasyonu (%0,1
g) böceğin ergin ömür uzunluğunu kontrol grubuna göre yaklaşık olarak 3 gün azalttı. Elde edilen sonuçlar neticesinde yapay besinle
birlikte alınan levamizolün model organizma G. mellonella’nın hem aktif beslenme gösterdiği larval evrede hem de pup ve ergin dönemi
olmak üzere daha sonraki gelişim evrelerinde olumsuz etkilerinin olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Levamizol, Galleria mellonella, yaşama oranı, gelişme süresi, ergin ömür uzunluğu

Thanks

Biyoloji Bölümü Hayvan Fizyolojisi ve Biyokimyası Araştırma Laboratuvarı’nın imkanlarını kullanmamızı sağlayan Prof. Dr. Kemal Büyükgüzel’e teşekkür ederiz. Çalışmamızda kullandığımız levamizolü temin eden Deva İlaç Şirketi’ne teşekkür ederiz.

The Effect of Levamisole on Some Biological Parameters of Model Organism Galleria mellonella

Abstract

The effects of levamisole, an imidothiazole derivative anthelmintic, on survival rate, development time and adult longevity of greater
wax moth, Galleria mellonella, larvae, pupae and adult stage were investigated. First instar larvae of G. mellonella were fed on artificial
diet containing 0,001, 0,01 and 0,1 g/100 g of levamisole. Experimented levamisole concentrations negatively affected the survival
and developmental parameters of G. mellonella when compared to the control diet without levamisole. The concentrations of 0,001%
g and 0,01% g of levamisole significantly decreased survival rates of 7th instar larvae when compared to the control group. Similar
results obtained from the survival of pupal and adult stages. Insects that fed on artificial diet with different concentrations of levamisole
reached the 7th instar larva, pup and adult stages later than the control group without levamisole. While the concentrations of 0,001% g
and 0,01% g of levamisole extended adult longevity of insect, the highest concentration of levamisole tested (0,1% g) reduced the adult
longevity of the insect by approximately 3 days compared to the control group. As a result, it has been demonstrated that levamisole
taken with artificial diet has negative effects both in the larval stage that shows active feeding and in the subsequent developmental
stages, including the pupal and adult stages of model organism G. mellonella.

Keywords

Levamisole, Galleria mellonella, Survival rate, Developmental time, Adult longevity

References

• Aslan, N., Büyükgüzel, E., ve Büyükgüzel, K. 2019. Oxidative effects of gemifloxacin on some biological traits of Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae). Environ. Entomol., 48(3): 667-673. Doi: 10.1093/ee/nvz039
• Bernardi, E. B., Haddad, M. L., Parra, J. R. P. 2000. Comparison of artificial diets for rearing Corcyra cephalonica (Stainton, 1865)(Lep., Pyralidae) for Trichogramma mass production. Rev. Brasil. Biol., 60(1): 45-52
• Bismuth, H., Aussel, L., Ezraty, B. 2019. The greater wax moth, Galleria mellonella to study host-pathogen interactions. Med. Sci., 35(4): 346-351. Doi: 10.1051/medsci/2019071
• Bronskill, J. 1961. A cage to simplify the rearing of the greater wax moth, Galleria mellonella (Pyralidae). J. Lep. Soc., 15(2): 102-104
• Buyukguzel, E., Buyukguzel, K. 2016. Effect of acyclovir on the microbial contamination in the artifical and natural diets for rearing of Galleria mellonella L. larvae. Karaelmas Sci. Eng. J., 6(1): 105-110
• Büyükgüzel, E. 2009. Evidence of oxidative and antioxidative responses by Galleria mellonella larvae to malathion. J. Econ. Entomol., 102(1): 152-159. Doi: 10.1603/029.102.0122
• Büyükgüzel, E., Kalender, Y. 2007. Penicillin-induced oxidative stress: effects on antioxidative response of midgut tissues in instars of Galleria mellonella. J. Econ. Entomol., 100(5): 1533-1541. Doi: 10.1093/jee/100.5.1533
• Büyükgüzel, E., Kalender, Y. 2008. Galleria mellonella (L.) survivorship, development and protein content in response to dietary antibiotics. Entomol. Sci., 43(1): 27-40. Doi: 10.18474/0749-8004-43.1.27
• Büyükgüzel, E., Kalender, Y. 2009. Exposure to streptomycin alters oxidative and antioxidative response in larval midgut tissues of Galleria mellonella. Pestic. Biochem. Phys., 94(2): 112-118. Doi: 10.1016/j.pestbp.2009.04.008
• Büyükgüzel, E., Kayaoğlu, S. 2014. Niklozamid’in Galleria mellonella L.(Lepidoptera: Pyralidae)‟nın bazı biyolojik ve fizyolojik özelliklerine etkisi. Türk. Entomol. Derg., 38(1): 83-99
• Büyükgüzel, E., Büyükgüzel, K. 2019. Effects of a DNA gyrase inhibitor, novobiocin, on the biological parameters of Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) larvae. Entomol. Sci., 54(1): 79-86. Doi: 10.18474/JES18-72
• Chapuis, P. H., Bokey, E., Chan, C., Keshava, A., Rickard, M. J. F. X., Stewart, P., Dent, O. F. 2019. Recurrence and cancer‐specific death after adjuvant chemotherapy for Stage III colon cancer. Colorectal Dis., 21(2): 164-173. Doi: 10.1111/codi.14434
• Copping, L. G., Duke, S. O. 2007. Natural products that have been used commercially as crop protection agents. Pest Manag. Sci., 63(6): 524-554. Doi: 10.1002/ps.1378
• Cutuli, M. A., Petronio Petronio, G., Vergalito, F., Magnifico, I., Pietrangelo, L., Venditti, N., Di Marco, R. 2019. Galleria mellonella as a consolidated in vivo model hosts: New developments in antibacterial strategies and novel drug testing. Virulence, 10(1): 527-541. Doi: 10.1080/21505594.2019.1621649
• Çalık, G., Büyükgüzel, K., Büyükgüzel, E. 2016. Reduced fitness in adults from larval, Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) reared on media amended with the antihelmintic, mebendazole. J. Econ. Entomol., 109(1): 182-187. Doi: 10.1093/jee/tov305
• Çelik, C., Büyükgüzel, K., Büyükgüzel, E. 2019. The effects of oxyclozanide on survival, development and total Protein of Galleria mellonella L.(Lepidoptera: Pyralidae). J. Entomol. Res., 21(1): 95-108
• Er, A., Taşkıran, D., Sak, O. 2017. Azadirachtin-induced effects on various life history traits and cellular immune reactions of Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae). Arch. Biol. Sci.. 69(2):335-44. Doi: 10.2298/ABS160421108E
• Erbaş, E. D., Altuntaş, H. 2020. Lethal and sublethal effects of juglone on the life-history traits of Galleria mellonella L.(Lepidoptera: Pyralidae). Acta. Zool. Bulg., 72: 43-48. Doi: 10.81043/aperta.2913
• Ghoneim, K., Kh, H. 2019. Deteriorated Adult Performance and Reproduction of the Greater Wax Moth,(Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) by the Honey Bee Apitoxin. Egypt. Acad. J. Biol. Sci., 12(4): 95-108. Doi: 10.21608/EAJBSA.2019.45828
• Holden-Dye, L., Walker, R. J. 2007. Anthelmintic drugs. WormBook, 1.
• Hoffmann, M. F., Preissner, S. C., Nickel, J., Dunkel, M., Preissner, R., Preissner, S. 2014. The Transformer database: biotransformation of xenobiotics. Nucleic Acids Res. Spec. Publ., 42(D1): D1113-D1117. Doi: 10.1093/nar/gkt1246
• Kayis, T., Altun, M., Coskun, M. 2019. Thiamethoxam-mediated alteration in multi-biomarkers of a model organism, Galleria mellonella L.(Lepidoptera: Pyralidae). Environ. Sci. Pollut. Res., 26: 36623–36633. Doi: 10.1007/s11356-019-06810-7
• Kılıç, A., Büyükgüzel, K., Büyükgüzel, E. 2015. Antihelmintik triklabendazolun yapay besin ile beslenen Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) larvalarının yaşama ve gelişimine etkisi. Kafkas Univ. Vet. Fak. Derg., 21 (6): 841-847. Doi: 10.9775/kvfd.2015.13731
• Lange, A., Schäfer, A., Bender, A., Steimle, A., Beier, S., Parusel, R., Frick, J. S. 2018. Galleria mellonella: a novel invertebrate model to distinguish intestinal symbionts from pathobionts. Front. Immunol., 9: 2114. Doi: 10.3389/fimmu.2018.02114
• Li, G., Xia, X., Zhao, S., Shi, M., Liu, F., Zhu, Y. 2020. The physiological and toxicological effects of antibiotics on an interspecies insect model. Chemosphere, 248: 126019. Doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126019
• Marklund, S., Marklund, G. 1974. Involvement of the superoxide anion radical in the autoxidation of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. Eur. J. Biochem., 47: 469-474. Doi: 10.1111/j.1432-1033.1974.tb03714.x
• Martin, R. J., Robertson, A. P., Buxton, S. K., Beech, R. N., Charvet, C. L., Neveu, C. 2012. Levamisole receptors: a second awakening. Trends Parasitol., 28 (7): 289-296. Doi: 10.3389/fimmu.2018.02114
• McKellar, Q. A., Jackson, F. 2004. Veterinary anthelmintics: old and new. Trends Parasitol., 20(10): 456-461. Doi: 10.1016/j.pt.2004.08.002
• Mikulak, E., Gliniewicz, A., Przygodzka, M., Solecka, J. 2018. Galleria mellonella L. as model organism used in biomedical and other studies. Przegl. Epidemiol., 72(1): 57-73.
• Miller, M. J. 1980. Use of levamisole in parasitic infections. Drugs, 20(2): 122-130
• Nair, R. V., Kulye, M. S., Kamath, S. P. 2019. A single semi‐synthetic diet with improved antimicrobial activity for mass rearing of lepidopteran insect pests of cotton and maize. Entomol. Exp. Appl., 167(4): 377-387. Doi: 10.1111/eea.12779
• Ning, S., Zhang, W., Sun, Y., Feng, J. 2017. Development of insect life tables: comparison of two demographic methods of Delia antiqua (Diptera: Anthomyiidae) on different hosts. Sci. Rep., 7(1): 1-10. Doi: 10.1038/s41598-017-05041-5
• Pereira, T. C., De Barros, P. P., Fugisaki, L. R. D. O., Rossoni, R. D., Ribeiro, F. D. C., De Menezes, R. T., Junqueira, J. C., Scorzoni, L. 2018. Recent advances in the use of Galleria mellonella model to study immune responses against human pathogens. J. Fungus, 4(4): 128. Doi: 10.3390/jof4040128
• Piatek, M., Sheehan, G., Kavanagh, K. 2020. Utilising Galleria mellonella larvae for studying in vivo activity of conventional and novel antimicrobial agents. Pathog. Dis., 78(8): ftaa059. Doi: 10.1093/femspd/ftaa059
• Scheinfeld, N., Rosenberg, J. D., Weinberg, J. M. 2004. Levamisole in dermatology. Am. J. Clin. Dermatol., 5(2): 97-104. Doi: 1175-0561/04/0002-0097
• Sefer, E. N., Büyükgüzel, K. 2018. The Effect of piperazine on survivorship and development of Galleria mellonella. Karaelmas Fen ve Müh. Derg., 8(1): 365-372. Doi: 10.7212%2Fzkufbd.v8i1.1248
• Snedecor G. S., Cochran, W. G. 1989. Statistical Methods. 8th ed. Ames, IA, USA: Iowa State University Press. SPSS Inc: User’s Manual. Version 15.0 for Windows; SPSS Inc., Chicago, IL, USA, 2006.
• Sugeçti, S., Büyükgüzel, E., Büyükgüzel, K. 2016. Laboratory assays of the effects of oxfendazole on biological parameters of Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae). Entomol. Sci., 51(2): 129-137. Doi: 10.18474/JES15-36.1
• Üstündağ, G., Büyükgüzel, K., Büyükgüzel, E. 2020. Penicillin impact on survivorship, development, and adult longevity of Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae). Entomol. Sci., 55(4): 560-569. Doi: 10.18474/0749-8004-55.4.560
• Vogel, H., Altincicek, B., Glöckner, G., Vilcinskas, A. 2011. A comprehensive transcriptome and immune-gene repertoire of the lepidopteran model host Galleria mellonella. BMC Genomics, 12(1): 1-19. Doi: 10.1186/1471-2164-12-308
• Yusof, S., Mohamad Dzomir, A. Z., Yaakop, S. 2019. Effect of irradiating puparia of oriental fruit fly (Diptera: Tephritidae) on adult survival and fecundity for sterile insect technique and quarantine purposes. J. Econ. Entomol., 112(6): 2808-2816. Doi: 10.1093/jee/toz217
• Wu, J., Li, J., Zhang, C., Yu, X., Cuthbertson, A. G., Ali, S. 2020. Biological impact and enzyme activities of Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) in response to synergistic action of Matrine and Beauveria brongniartii. Front. Physiol., 2020(11): 584405. Doi: 10.3389/fphys.2020.584405
• Zahran, N. F., Hamza, A. F., Sayed, W. A. A. 2018. Impact of certain additives to diet on the biological and biochemical characteristics of peach fruit fly, Bactrocera zonata. J. Radiat. Res. Appl. Sci., 11(4): 423-428. Doi: 10.1016/j.jrras.2018.07.007
• Zeng, J., Bi, B., Zhang, F., Cheng, G., Thi, M. D. V., Zhang, G. 2019. Cu/ZnSOD always responded stronger and rapider than MnSOD in Lymantria dispar larvae under the avermectin stress. Pestic. Biochem. and phys., 156: 72-79. Doi: 10.1016/j.pestbp.2019.02.010
• Zorlu, T., Nurullahoğlu, Z. U., Altuntaş, H. 2018. Influence of dietary titanium dioxide nanoparticles on the biology and antioxidant system of model insect, Galleria mellonella (L.)(Lepidoptera: Pyralidae). J. Entomol. Res., 20(3): 89-103.